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活性炭在水处理中的应用

作者:柱状活性炭 日期:2018-06-21 9:31:13 人气:

活性炭在水处理中的应用

当今世界环境保护和发展已成为人类社会的两大主题。人类在逐渐摆脱饥饿和贫困的同时,环境保护又成了人类共同面临的世界性难题。世界性的水资源告急,甚至有人预言,下一次的大规模武装冲突其起因可能是水;全球气候变暖,旱涝灾害频繁;全球大气层的臭氧空洞增大,人类将面临紫外线灾害。如此等等,无一不是人类在“征服”自然后得到的大自然的报复。环境保护已到了刻不容缓的地步,我国尤其是这样。

据统计,我国经济发达地区几乎无一例外地都是环境污染严重的地区。仅以饮用水为例,流经我国大中城市河流的河段有80%不能作为饮用自来水取水的水源,号称江南水乡的长江三角洲80%的河湖的水质在四类以下。最近我国被联合国列为13个严重缺水国家之一。

环境保护离不升活性炭已逐渐成为人们的共识。美国每年的活性炭用量在12-15万t,日本7-9万t,其中用于环境保护(包括水处理和气体处理)的占60%以上。我国虽然有近10万t的产量,但将近一半出口,真正用于自己的环境保护的活性炭用量最多只有生产量的十分之一左右。

水处理

如前所述,水处理是环境保护的重点。发达国家,水处理方面的活性炭用量占其总用量的40%左右。活性炭在水处理方面的应用最早是美国于1932年底开始的,用于芝加哥的自来水处理,并很快在各地自来水厂普及。然后又推广到工业用水、城市下水和工业废水等方面。

1、上水处理

水质标准最严格的是饮用水和上水源水。它对水中的微量有毒成分pH、大肠杆菌、生物耗氧量、臭域等都有相应的严格要求,随着科技的进步,饮用水的质量指标越来越严格,越来越细化。原来意义上的城市自来水已经不适合人类饮用,越来越多的国家和地区已对自来水的经营企业作出更加严格的规定。例如美国就严格规定城镇自来水厂如不采用活性炭处理就不准卖水。

自来水用活性炭处理,可以除去有机杂质、各种臭味,这比用氯和漂白粉处理好,它不会造成含氯碳氢化合物(如氯甲烷)的形成。卤化甲烷现已证明是生物细胞的致突变物前驱体,也就是可能引起致癌。此外,活性炭处理自来水不会导致CaMg的损失,人类长期生活在地球的自然状态,饮用水不是越纯越好,而要求有一定的钙、镁和其它微量元素,一般而言饮用水的Ca、Mg含量为3mg/L(即德国硬度8.4)。医药统计表明人类血管病与水的软度成正相关统计关系。这就提醒人们,饮用水并不是需要纯水、超纯水。

因此,从科学角度看,人类饮用水或自来水上水源水经一般自来水工艺和活性炭处理是最有效也是最经济的。结合我国的国情,笔者认为以城镇居民小区或楼群为单位将自来水进行活性炭处理是解决我国居民饮用水净化的切实有效方法。

2、工业用水的处理

工业用水因使用目的不同而有不同的标准。高纯度水主要应用于电子工业、化学工业和医药工业。无论采用何种方法获得高纯度水,活性炭处理必然是不可缺少的一个环节。活性炭处理主要是除去有杋物、胶质、农药残留物、游离氯、致“热原”和少量的二氧化碳和氧等气体(去除气体对高压或临界状态运行的发电锅炉尤为重要)。为了缓解乃至解决工业用水的矛盾,努力做到工业用水封闭和半封闭循环显得更为重要。

3、城市居民生活污水的处理

随着人类文明的进步和经济的发展,城市化进程必然加速。这就使城市(镇)居民生活污水对水源的污染问题变得严重。为了治理城市居民生活污水,一般采用“二级”或“三级”处理,活性炭通常用于三级处理中的第三级处理,经过三级处理的水质可达到TOC<5mg/L,CODMn<10mg/L。为了降低处理成本,活性炭都进行反复再生重复使用,每次再生活性炭损失约为5%-7%。城市居民生活污水一般采用集中处理方式。

4、工业废水的处理

工业废水的处理,是环境保护的重大课题之一。由于工业企业的门类很多,不同工厂(企业)生产的产品不同,工业废水的水量和所含污染物也千差万别,绝大多数都分别进行处理。工业废水处理通常也分为“二级”和三级”处理。工业废水处理净化后,不仅能防止对江河湖海的污染,同时可以回收部分有用物质,可以部分或全部将生产用水回用,对能源和资源都是莫大的节约。特别是对严重缺水的国家和地区尤为值得重视。

活性炭在工业废水处理上绝大多数用在第三级,也有少量用于只有二级处理的第二级。

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